Wie zahlreiche andere ursprünglich selbstständige Gemeinden wurde auch Zehlendorf 1920  mit drei weiteren Ortschaften zusammengelegt: Es entstand der Bezirk Berlin-Zehlendorf als administrative Einheit von Groß-Berlin. Am 20. Januar 1942 fand auf dem Gebiet dieses Bezirks die „Wannsee-Konferenz“ statt, bei der die sogenannte „Endlösung der Judenfrage“ diskutiert und beschlossen wurde. Auch das Reichsgesundheitsamt, das die Verfolgung und Ermordung von Sinti und Roma mit pseudowissenschaftlichen Forschungen und Veröffentlichungen begleitete, war im Bezirk Zehlendorf angesiedelt,

Am 24. April 1945 gelang sowjetischen Truppen an der Fritz-Schweitzer-Brücke das Überschreiten des Teltowkanals, und am Mittag desselben Tages erreichten ihre Panzer Zehlendorf-Süd. Ab Juli 1945 gehörte Zehlendorf dann entsprechend den alliierten Vereinbarungen zum amerikanischen Sektor. Die US-Streitkräfte unterhielten hier mehrere Verwaltungseinrichtungen und Kasernen, und alljährlich trafen sich die deutschen Bürger mit der „American Community“ beim deutsch-amerikanischen Volksfest.